- Naukowcy stworzyli biohybrydowe roboty z trenowanych mikroalg Haematococcus pluvialis, probiotyków Escherichia coli Nissle 1917 i mechanizmem zatrzymania w jelicie, oznaczane jako EcN@PDA@HP.
- Te roboty szybko przechodzą przez żołądek, chroniąc się przed kwasem, i precyzyjnie zatrzymują w zapalonym jelicie dzięki powłoce z polydopaminy (PDA).
- Działają poprzez usuwanie reaktywnych form tlenu (ROS) za pomocą astaksantyny (AST) i przywracanie równowagi mikrobioty jelitowej.
- W modelach mysich z chorobą zapalną jelit (IBD) skutecznie łagodzą objawy, oferując obiecującą strategię terapeutyczną.
Co to jest choroba zapalna jelit i jakie są jej wyzwania?
Choroba zapalna jelit (IBD) charakteryzuje się podwyższonym poziomem reaktywnych form tlenu (ROS) w jelitach oraz zaburzeniami mikrobioty. Głównym problemem obecnych metod leczenia jest ochrona aktywnych substancji, takich jak antyoksydanty i probiotyki, przed kwaśnym środowiskiem żołądka. Trudnością jest też precyzyjne dostarczenie ich do miejsc zapalnych w jelicie.
Budowa innowacyjnych biohybrydowych robotów EcN@PDA@HP
EcN@PDA@HP to biohybrydowy robot składający się z trenowanych stresem mikroalg Haematococcus pluvialis (HP), probiotyków Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) oraz systemu zatrzymania w jelicie. Mikroalgi HP poddano treningowi stresowemu, co spowodowało pogrubienie ściany komórkowej dla odporności na kwas żołądkowy, zachowanie ruchliwości dzięki wiciom oraz zwiększoną produkcję astaksantyny (AST).
Probiotyki EcN pokryto polydopaminą (PDA), co chroni je przed środowiskiem żołądkowym i umożliwia adhezję do miejsc zapalnych. Połączenie następuje poprzez interakcje gospodarz-gość między zmodyfikowanymi powierzchniami mikroalg i probiotyków.
Proces wytwarzania robotów
Trening stresowy mikroalg HP prowadzi do biosyntezy AST i wzmocnienia ściany komórkowej, tworząc odpornego robota do aktywnego transportu. EcN pokrywa się PDA dla ochrony i adhezji w zapaleniu jelita grubego. Ostatecznie hybrydowe roboty EcN@PDA@HP powstają dzięki modyfikacjom molekularnym na powierzchniach komórek.
Mechanizm działania w leczeniu IBD
Po podaniu doustnym roboty EcN@PDA@HP szybko przechodzą przez żołądek dzięki naturalnej ruchliwości i odporności na kwas oraz enzymy trawienne. Powłoka PDA działa jak hamulec, umożliwiając skuteczne przyleganie w miejscach zapalnych jelita.
Na miejscu roboty uwalniają AST, które usuwa ROS, oraz probiotyki EcN, przywracające równowagę mikrobioty. Połączenie tych efektów – antyoksydacyjnego i bakteryjnego – skutecznie łagodzi objawy IBD w modelach mysich u samców.
Charakterystyka i badania
Badania TEM potwierdziły strukturę EcN i EcN@PDA, z pomiarami potencjału zeta i rozkładem wielkości. Fluorescencyjne obrazowanie wykazało skuteczność modyfikacji powierzchniowych β-CD i ADA. SEM pokazało adhezję w różnych formulacjach, potwierdzając stabilność hybrydy.
Potencjał terapeutyczny i brak konfliktów interesów
EcN@PDA@HP oferuje obiecującą strategię dla różnych form IBD dzięki synergii AST i EcN. Badanie opublikowano w Nature Communications w 2026 roku, autorzy z Uniwersytetu Makau i innych instytucji chińskich deklarują brak konfliktów interesów.
Źródło: Oryginalny artykuł
Zapalony zielarz i miłośniki natury. Zainspirowany złożonością i bogactwem natury, poświęcił swoje życie odkrywaniu i naukowemu badaniu roślin leczniczych. Pasja do roślin i głębokie zrozumienie ich leczniczych właściwości przekłada się na unikalne, holistyczne podejście do zdrowia i wellness.